Проектирование фундаментов мелкого и глубокого заложения

Чертеж1.dwg

ГОУ ВПО ОГУ АСФ 270105 08
окраска горячим битумом за два раза
Варианты фундаментов (М 1:100)
схема расположения фундаментов (М 1:100)
схема раскладки фундаментных блоков (М 1:50)
СХЕМА РАСПОЛОЖЕНИЯ ФУНДАМЕНТОВ М1:100
Фундамент монолитный низ на отметке - 2.700
Фундамент монолитный низ на отметке - 3.500
ВАРИАНТЫ ФУНДАМЕНТОВ М 1:100
Песок мелкий плотный маловлажный е=0
; Е0 =3500 кПа; R0 =400 кПа
Песок мелкий средней плотности маловлажный е=0
; Е0 =2600 кПа; R0 =300 кПа
Глина полужирная среднесжимаемая полутвердая е=0
; Е0 =2800 кПа; R0 =576 кПа; Iss =0.256
Сечение 1-1 (с подвалом)
Сечение 5-5 (без подвала)
Основной вариант - фундамент мелкого заложения М 1:50
Песчаная подготовка =50
Фундаментная подушка монолитная
-1 (сечение с подвалом)
-5 (сечение без подвала)
Неосновной вариант - фундамент с использованием забивных свай М 1:50
Фундаментные стеновые блоки
Схема раскладки фундаментных стеновых блоков М 1:50
Фундаментный стеновой блок
Цементно-песчаный раствор
Монолитный бетонный блок
схема плана 2-ого этажа
ВАРИАНТЫ ФУНДАМЕНТОВ
два слоя толя или гидроизола на битумной мастике
Фундамент монолитный
Обмазочная гидроизоляция (2 слоя мастики
ОСНОВНОЙ ВАРИАНТ М 1:20
НЕОСНОВНОЙ ВАРИАНТ М 1:20
Варианты фундаментов
схема расположения фундаментов

Курсач 4 курс (Автосохраненный).docx

Анализ инженерно-геологических условий и свойств грунтов строительной площадки
Проектирование фундаментов мелкого заложения
Определение глубин заложения подошв фундаментов
Определение требуемых размеров подошв фундаментов
Проверка принятых размеров подошв фундаментов по прочности
Проверка принятых размеров фундамента по деформации
Расчет и конструирование фундаментов на забивных сваях
Определение требуемой глубины заложения подошвы ростверка.
Определение требуемой длины сваи
Составление расчетной схемы для определения несущей способности
Определение требуемого количества свай в ростверке
Проверка принятых размеров фундаментов по прочности
Определение осадки фундамента на забивных сваях
Технико-экономическое сравнение вариантов
Подбор площади фундаментов в нерассчитываемых сечениях
Гидроизоляция подвального помещения
Список используемой литературы
Анализ инженерно-геологических условий и свойств грунтов строительной площадки
Грунт 63 – Песок мелкий
Плотность сухого грунта
Коэффициент пористости
Расчетное сопротивление грунта основания (в соответствии с табл. 2 приложения 3 1)
Модуль деформации (в соответствии с табл. 1 приложения 1 1)
Модуль деформации (в соответствии с табл. 3 приложения 1 1)
Показатель просадочности
Показатель текучести
Грунт 83 – Песок мелкий
Все значения сведены в таблицу 1.
Таблица 1 – Сводная таблица расчетных характеристик грунтов основания
полужирная среднесжимаемая полутвердая
мелкий средней плотности маловлажный
Таблица 2 - Расчетные физико-механические характеристики
Наименование характеристики
Таблица 3 - Расчетные физико-механические характеристики
Таблица 4 - Расчетные физико-механические характеристики
Проектирование фундаментов мелкого заложения
Таблица 5 – Исходные данные для проектирования фундаментов мелкого заложения
Расчетная вертикальная нагрузка N кН
Расчетный момент М кН*м
1 Определение глубин заложения подошв фундаментов
Сечение 1-1 (с подвалом)
Глубина сезонного промерзания грунтов для города Пенза dfn=15 м
Принимаем глубину заложения подошвы фундамента
Рис. 1 – Фундамент мелкого заложения в сечении 1-1
Сечение 5-5 (без подвала)
Так как помещения отапливаемые то kh=0.7.
Глубина сезонного промерзания грунтов для города Пенза dfn=15 м.
Принимаем глубину заложения подошвы фундамента .
Рис. 2 - Фундамент мелкого заложения в сечении 5-5
2 Определение требуемых размеров подошв фундаментов
Определяем требуемые площади подошв фундаментов по формуле:
где N – расчетная вертикальная нагрузка кН;
Ro – расчетное сопротивление грунта основания кПа;
- осредненное значение удельного веса материала фундамента и грунта лежащего на обрезах фундамента (при наличии подвала 17 кНм2 при отсутствии подвала 20 кНм2);
d – глубина заложения фундамента м.
Находим ширину подошв фундаментов.
Так как фундамент ленточный ширину находим по формуле
Принимаем окончательно ширину фундамента
3 Проверка принятых размеров подошв фундаментов по прочности
Проверка принятых размеров фундамента производится по формулам:
где – максимальное и минимальное давления под подошвой фундамента определяемые по формулам:
где - сумма вертикальных нагрузок определяемая по формуле:
- вес фундамента с грунтом:
е – эксцентриситет определяемый по формуле:
где - момент от бокового давление грунта на стену подвала определяемый по формуле:
- равнодействующая сил давления грунта:
Среднее значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента определяется по формуле:
Среднее значение удельного веса грунтов залегающих выше подошвы фундамента определяется по формуле:
Рис. 3 – Схема для определения среднего значения удельного веса грунтов в сечении 1-1
Проверка принятых размеров фундамента:
Так как проверка не выполнена. Увеличиваем подошву фундамента.
Принимаем А=11 м2 следовательно b=1.1 м.
Определяем расчетное сопротивление грунта по формуле:
где – коэффициенты условий работы принимаемые по таблице 3 1;
k – коэффициент принимаемый равным 1;
– коэффициенты принимаемые по таблице 4 1;
kz – коэффициент принимаемый равным 1 т. к.
b – ширина подошвы фундамента м;
– осредненное значение удельного веса грунтов залегающих ниже подошвы фундамента кНм3;
- то же залегающих выше подошвы фундамента;
– расчетное значение удельного сцепления грунта залегающего непосредственно под подошвой фундамента кПа;
- глубина заложения фундаментов бесподвальных сооружений от уровня планировки или приведенная глубина заложения наружных и внутренних фундаментов от пола подвала определяемая по формуле:
– толщина слоя грунта выше подошвы фундамента со стороны подвала м;
- толщина конструкции пола подвала м;
- расчетное значение удельного веса конструкции пола подвала кНм3;
– глубина подвала – расстояние от уровня планировки до пола подвала м.
Недогруженность фундамента
Рис. 4 – Схема для определения среднего значения удельного веса грунтов в сечении 5-5
Определяем расчетное сопротивление грунта
Т. к. > увеличиваем площадь подошвы фундамента.
Принимаем А=13 м2 следовательно b=1.3 м.
4 Проверка принятых размеров фундамента по деформации
Проверка принятых размеров фундамента по деформациям осуществляется определением осадки основания s которая определяется методом послойного суммирования по формуле :
Su=8 см – максимальная осадка основания определяемая по приложению 4 1;
- безразмерный коэффициент равный 08;
n - число слоев на которые разбита сжимаемая толща основания.
Дополнительное вертикальное напряжение по вертикали проходящей через центр подошвы фундамента определяется по формуле:
где - коэффициент принимаемый по табл.1 1 в зависимости от формы подошвы фундамента соотношения сторон прямоугольного фундамента и относительной глубины;
P0 - дополнительное вертикальное давление на основание определяемое по формуле:
Pср - среднее давление под подошвой фундамента;
Расчетная схема приведена на рисунке 5.
Все расчеты сведены в таблицу 6.
Рис. 5 – Схема для расчета осадки фундамента в сечении 1-1
Все расчеты сведены в таблицу 7.
Рис. 6 – Схема для расчета осадки фундамента в сечении 5-5
Таблица 6 – Расчет осадки фундамента в сечении 1-1
Условия по прочности и деформациям выполняются следовательно размеры фундамента подобраны верно
Таблица 7 – Расчет осадки фундамента в сечении 5-5
Условия по прочности и деформациям выполняются следовательно размеры фундамента подобраны верно.
Расчет и конструирование фундаментов на забивных сваях
Таблица 8 - Исходные данные для проектирования фундаментов на забивных сваях
1 Определение требуемой глубины заложения подошвы ростверка
Рис. 7 - Определение глубины заложения фундаментов на забивных сваях в сечении 1-1
Рис. 8 - Определение глубины заложения фундаментов на забивных сваях в сечении 5-5
2 Определение требуемой длины сваи
Нижний конец сваи lз=05 попадает в третий слой грунта (песок).
Принимаем сваю С45-40 (l = 4.5 м 400х400 мм)
Рисунок 9 - Определение требуемой длины сваи в сечении 1-1
Нижний конец сваи lз= 2 попадает во второй слой грунта (глина).
Принимаем сваю С3-40 (l = 3 м 400х400 мм)
Рисунок 10 - Определение требуемой длины сваи в сечении 5-5
3 Составление расчетной схемы для определения несущей способности
Несущая способность сваи по грунту определяется по формуле:
c - коэффициент условий работы сваи в грунте;
R – расчетное сопротивление грунта под нижним концом сваи кПа принимаемое по табл.1 СНиП 2.02.03-85;
A – площадь опирания на грунт сваи м2 принимаемая по площади поперечного сечения сваи брутто;
u — наружный периметр поперечного сечения сваи м;
cR cf — коэффициенты условий работы грунта соответственно под нижним концом и на боковой поверхности сваи учитывающие влияние способа погружения сваи на расчетные сопротивления грунта и принимаемые по табл. 3 СНиП 2.02.03-85
Рисунок 11 - Расчетная схема сваи для определения ее несущей способности по грунту в сечении 1-1
Рисунок 12 - Расчетная схема сваи для определения ее несущей способности по грунту в сечении 5-5
4 Определение требуемого количества свай в ростверке
Определяем требуемое количество свай по формуле:
Принимаем 1 сваю на 1 погонный метр фундамента.
Рисунок 13 – Конструирование ростверка в сечении 1-1
Принимаем шаг свай 25 м
Рисунок 14 – Конструирование ростверка в сечении 5-5
5 Проверка принятых размеров фундаментов по прочности
Проверка принятых размеров по прочности производится по формулам:
6 Определение осадки фундамента на забивных сваях
Осредненное значение углов внутреннего трения для слоев грунта прорезаемых сваей:
Рисунок 15 – Схема для определение осадки фундамента на забивных сваях в сечении 1-1
Таблица 8 - Расчет осадки фундамента в сечении 1-1
Схема для определение осадки фундамента на забивных сваях в сечении 5-5 представлена на рисунке 16.
Расчет осадки фундамента сведен в таблицу 9.
Рисунок 16 – Схема для определение осадки фундамента на забивных сваях в сечении 5-5
Таблица 9 - Расчет осадки фундамента в сечении 5-5
Технико-экономическое сравнение вариантов
Таблица 10 - Технико-экономическое сравнение вариантов
Наименование работ или элемента
Фундаменты мелкого заложения
Устройство монолитного жб фундамента
Фундаменты на забивных сваях
Устройство ростверка
По результатам технико-экономического сравнения принимаем в качестве основного варианта фундаменты мелкого заложения.
Подбор площади фундаментов в нерассчитываемых сечениях
Подбор площади фундаментов в нерассчитываемых сечениях осуществляется по пропорции:
где N1 - усилие в рассчитанном сечении кН
А1 – площадь подошвы фундамента в рассчитанном сечении м2
N2 - усилие в нерассчитываемом сечении кН
х – площадь подошвы фундамента в нерассчитываемом сечении м2
Подбор площади фундамента в сечении 2-2
Принимаем Афакт=1 м2
Подбор площади фундамента в сечении 3-3
Принимаем Афакт= 06 м2
Подбор площади фундамента в сечении 4-4
Принимаем Афакт= 07 м2
В результате реконструкции здания расчетная нагрузка в сечениях 1-1 5-5 увеличилась на 15 % поэтому следует проверить по прочности принятые размеры фундаментов.
Проверка выполняется по формуле:
где - сумма нагрузок с учетом 15 %;
- площадь подошвы фундамента;
- расчетное сопротивление уплотненного грунта определяемое по формуле:
где - расчетное сопротивление естественного грунта
- коэффициент зависящий от отношения величины давления по подошве фундамента до увеличения нагрузки при реконструкции P0 к расчетному сопротивлению R;
- коэффициент зависящий от отношения величины осадки Sp при давлении по подошве равном значению P0 к предельно допустимой осадке Su.
Так как отношение следовательно .
По таблице 15.2 3 находим коэффициент
Предполагаемая реконструкция возможна без учета увеличения размеров фундамента и усиления грунтов основания.
Гидроизоляция подвального помещения
Для защиты подвального помещения от воздействия грунтовых вод капиллярной влаги и просачивающейся воды применяем оклеечную гидроизоляцию с применение рулонных материалов и мастик.
Гидроизоляция представляет собой 3 слоя рулонного гидроизоляционного материала – рубероид наклеиваемых на поверхность и плотно склеенных между собой мастиками.
Работы по нанесению оклеечных защитных покрытий на основе битумно-рулонных материалов следует выполнять как правило при температуре окружающего воздуха не ниже +10°С.
Гидроизоляционные материалы и защищаемые поверхности должны иметь такую же температуру. При отрицательных температурах рулонные материалы необходимо отогреть в течение 20 часов до температуры не менее 15°С перемотать и доставить к месту укладки в утепленной таре. Основание для оклеечной гидроизоляции должно быть жестким ровным и прочным с закругленными (R = 3—5 см) или срезанными на фаску углами и гранями.
Гидроизоляционный ковер устраиваем со стороны гидростатического напора и обеспечивают его надежный зажим между изолируемой поверхностью и грунтом. Наносить мастику следует сначала на изолируемую поверхность а затем на рулонный материал. Полотнища изоляционного материала разглаживают по изолируемому основанию. Сопряжение полотнищ рулонных материалов выполняют послойно ступенчатым швом с нахлесткой полотнищ не менее чем на 15 см.
При горячей мастике возможна послойная или одновременная наклейка гидроизоляционного ковра при холодной мастике — только послойная. Интервал при наклейке слоев на холодной мастике — 12 ч. Продольный напуск слоев — 70—100 мм. В каждом последующем слое полосы смещают: в двухслойном покрытии на 12 ширины; в трехслойном — на 13 и т. д. Перед нанесением мастики основание очищают от грязи и пыли высушивают огрунтовывают разжиженными мастиками а углы и грани оклеивают полосками ткани или рулонного материала шириной не менее 20 см. Оклеечную гидроизоляцию засыпают только мягким грунтом.
Рисунок 17 – Гидроизоляция подвального помещения
Список используемой литературы
СНиП 2.02.01-83 Основания зданий и сооружений Госстрой СССР.-М.: Стройиздат 1985-40с.
СНиП 2.02.03-85. Свайные фундаментыМинстрой России. —М.: ГП ЦПП 1995. — 48 с.
Далматов Б.И. Проектирование фундаментов зданий и подземных сооружений: Учеб. пособие- М.: Издательство АСВ;СПб.:СПбГАСУ 2001. – 440с.; ил.